1第一講熔化與凝固

1溫度與溫度計(jì)1知識(shí)精要物質(zhì)的三種狀態(tài)在自然界中，物質(zhì)呈現(xiàn)出多種狀態(tài)，組成了我們這個(gè)豐富多彩的世界。物質(zhì)的狀態(tài)十分豐富，有常見的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，還有非晶態(tài)液晶態(tài)等離子態(tài)、超固態(tài)中子態(tài)、超導(dǎo)態(tài)、超流態(tài)等。物質(zhì)的三種狀態(tài)水可以有多種狀態(tài)，有固態(tài)的冰，液態(tài)的水，以及不可見的氣態(tài)一水蒸氣。從微觀角度講，水在不同情況下星現(xiàn)出不同的狀態(tài)，是由于水分子排列的緊密程度不同造成的。水的三種狀態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)示意圖固態(tài)：有比較固定的體積和形狀、質(zhì)地比較堅(jiān)硬。比如冰、鐵、碘。液態(tài)：可以流動(dòng)，變形，可微壓縮，般來說體積固定，形狀不固定。比如水、酒精、鐵水。氣態(tài)：可以流動(dòng)，可變形，其體積和形狀都不是固定的。比如水蒸氣、氧氣。物質(zhì)由一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的過程稱為物態(tài)變化溫度如下圖所示，同時(shí)分別把兩手放入熱水和冷水中。過一段時(shí)間，將兩手同時(shí)拿出并放入溫水中，兩手的感覺有什么不同呢?在日常生活中，我們常用冷、熱、溫、涼、燙等詞語來形容物體的冷熱程度。在上面的實(shí)驗(yàn)中，兩只手同時(shí)放入同一盆溫水，但是感覺卻不相同。這告訴我們，僅用感覺來判斷物體的冷熱程度是不完全準(zhǔn)確的。物理學(xué)中通常用溫度表示物體的冷熱程度。溫度計(jì)及其使用(1)溫度計(jì)的原理測(cè)量物體溫度的儀器叫做溫度計(jì)。根據(jù)物體熱脹冷縮的性質(zhì)，可以通過物體的體積變化判斷溫度的高低，很多溫度計(jì)都是利用這一原理制成的。一般的溫度計(jì)會(huì)選用液體作為測(cè)溫物質(zhì)，下圖中展示了三種常見的溫度計(jì)。這三種溫度計(jì)的使用場(chǎng)景不同，因此量程和分度值也不同。實(shí)驗(yàn)用溫度計(jì)寒暑表體溫計(jì)用途測(cè)物體溫度測(cè)室溫測(cè)體溫量程20℃～110℃30℃～50℃35℃～42℃分度值1℃1℃0.1℃所用液體水銀或煤油酒精水銀特殊構(gòu)造玻璃泡上方是均勻細(xì)管玻璃泡上方有縮口使用方法使用時(shí)不能甩，測(cè)物體時(shí)不能離開物體讀數(shù)使用前甩可離開人體讀數(shù)常用溫度計(jì)中的測(cè)溫液體一般為水銀、酒精、煤油，這三種液體在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)見下表：物質(zhì)種類酒精煤油水銀凝固點(diǎn)/℃﹣117.3＜30﹣38.8沸點(diǎn)/℃78.4180310356.7規(guī)定把一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰水混合物的溫度規(guī)定為0規(guī)定把一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰水混合物的溫度規(guī)定為0℃。把一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，沸水的溫度規(guī)定為100℃，這是水的沸點(diǎn)。0℃和100℃之間分成100等分,每一等分為攝氏溫度的一個(gè)單位，叫做1攝氏度。攝氏溫典例分析例130℃的鐵塊與30℃的棉花，兩者溫度是（）A．30℃的鐵塊溫度低一些 B．30℃的棉花溫度低一些 兩者溫度相同 D．無法判斷【解答】C練1.1關(guān)于水蒸氣的溫度的分析正確的是（）A．一定高于100℃ B．一定高于0℃ C．一定介于0℃和100℃之間 D．可能低于0℃【解答】D練1.2把冰水混合物拿到溫度在零攝氏度以下的房間里，在冰不斷增加的過程中，冰水混合物的溫度（）A．保持不變 B．降低 C．升高 D．無法確定【解答】A例2下列溫度值最接近實(shí)際的是（）A．健康成年人的體溫是39℃ B．讓人感覺溫暖而舒適的室內(nèi)溫度是25℃C．洗澡時(shí)淋浴的適宜水溫是60℃ D．在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下鹽水的凝固點(diǎn)是0℃【解答】B練2.1以下溫度估計(jì)合理的是（）A．讓人感覺溫暖舒適的房間溫度是23℃ B．洗澡水的溫度是70℃ C．冰箱冷凍室的溫度約7℃ D．人體正常體溫35℃【解答】A例3關(guān)于溫度計(jì)，請(qǐng)?zhí)顚懸韵驴崭瘢?）溫度計(jì)是根據(jù)液體的的性質(zhì)制成的．（2）下表是幾種物質(zhì)的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)．溫度物質(zhì)熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃水銀﹣38.8357酒精﹣11778.5水0100南極的最低溫度為﹣88.3℃，應(yīng)選用溫度計(jì)來測(cè)量南極氣溫．【解答】熱脹冷縮、酒精練3.1小明用一支原來示數(shù)是38℃的體溫計(jì)，未經(jīng)下甩，便去測(cè)量體溫分別是37℃和39℃的甲乙兩人的溫度，則結(jié)果是（）A．37℃和39℃ B．38℃和39℃ C．37℃和37℃ D．39℃和39℃【解答】D練3.2如圖所示的四位同學(xué)在物理實(shí)驗(yàn)室中使用溫度計(jì)測(cè)量溫度的幾種做法中正確的是（） A．測(cè)酒精燈火焰的溫度 B．用溫度計(jì)測(cè)燒杯中液體的溫度 C．讀取溫度計(jì)的示數(shù) D．將溫度計(jì)從燒杯中取出來再讀數(shù)【解答】C練3.3關(guān)于體溫計(jì)與其他溫度計(jì)的區(qū)別，下列說法不正確的是（）A．體溫計(jì)與其他溫度計(jì)的區(qū)別只是長(zhǎng)短不同 B．體溫計(jì)內(nèi)有一段彎曲的細(xì)管，其他溫度計(jì)里沒有 C．體溫計(jì)使用前要甩動(dòng)，把液柱甩到35℃以下，其他溫度計(jì)不用甩動(dòng) D．體溫計(jì)可離開人體進(jìn)行讀數(shù)，其他溫度計(jì)不能離開被測(cè)物體進(jìn)行讀數(shù)【解答】A練3.4如圖是體溫計(jì)的測(cè)量范圍是℃，分度值是℃；分析下表提供的信息：（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）可以知道，溫度計(jì)選用作為測(cè)溫液體，能測(cè)量的溫度最低；我國(guó)東北地區(qū)使用的寒暑表里的測(cè)溫液體應(yīng)該選用下表中的。物質(zhì)名稱水水銀酒精凝固點(diǎn)/℃0﹣39﹣117【解答】35℃~42℃、0.1、酒精、酒精2熔化與凝固2知識(shí)講堂熔化物質(zhì)由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的過程叫做熔化，熔化的過程中物體會(huì)吸收熱量; 如圖連接實(shí)驗(yàn)裝置，燒杯中裝水，試管中放入海波。溫度計(jì)懸掛在試管上方，溫度計(jì)玻璃泡插入海波中。點(diǎn)燃酒精燈給燒杯中的水加熱，海波會(huì)逐漸熔化。從點(diǎn)燃酒精燈那刻起，每隔段時(shí)間記錄一個(gè)溫計(jì)的示數(shù)，直至海波完全熔化后。將記錄的數(shù)據(jù)在溫度時(shí)間坐標(biāo)系中描點(diǎn)，連成一個(gè)曲線，如圖所示，這種用橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示溫度，把溫度與時(shí)間變化規(guī)律用曲線表示出來的方法，稱為物變化圖象表示法，相應(yīng)的物態(tài)變化圖象有熔化曲線圖、凝固曲線圖、沸騰曲線圖等觀察海波的熔化曲線圖，分為三個(gè)物段:固體海波吸熱升溫階段(AB段)；固體海波吸熱熔化而溫度不變的階段(BC段)；液體海波吸熱溫度升高階段(CD段).BC段是一個(gè)特殊的階段，這個(gè)時(shí)候①持續(xù)吸收熱量，②海波固體和液體狀態(tài)共存，③溫度保持不變，海波熔化時(shí)的溫度為48℃。熔點(diǎn)大量實(shí)驗(yàn)表明，像海波、金屬等物質(zhì)在熔化過程中雖然吸熱，但溫度保持不變，這個(gè)溫度稱為它們的熔點(diǎn)。像這樣具有特定熔化溫度的物質(zhì)我們稱之為晶體，例如冰、海波、各種金屬、食鹽、鉆石、云母、水晶等都是晶體，它們都具有與海波類似的熔化曲線。晶體熔化過程吸熱，溫度保持不變。常見的晶體與晶體相反，另外一些物質(zhì)在熔化時(shí)沒有固定不變的溫度，這些物質(zhì)稱為非晶體，常見的非晶體有玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等。幾種常見非晶體幾種常見非晶體熔化曲線圖凝固晶體的凝固過程與熔化過程相反。液體凝固形成晶體時(shí)也有確定的溫度，這個(gè)溫度叫做凝固點(diǎn)。同一種物質(zhì)的凝固點(diǎn)和它的熔點(diǎn)相同，非晶體沒有確定的凝固點(diǎn)。物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的凝固過程會(huì)放熱，但是溫度也保持不變。與熔化類似，物質(zhì)凝固時(shí)也有相應(yīng)的凝固曲線。晶體的凝固曲線包括一段溫度不變的水平線，非晶體則不具有。晶體凝固曲線圖典例分析例1下列自然現(xiàn)象中，屬于熔化的是（）A．冰雪遇暖消融 B．冬天江河結(jié)冰C．春天白霧彌漫 D．陽光下露珠變小【解答】A練1.1如圖是“潑水成冰”的美麗景象。睿睿查詢資料發(fā)現(xiàn)需要用熱水在極低（﹣20℃以下）的溫度下才可以實(shí)現(xiàn)。那么“潑水成冰”的過程中，水發(fā)生的物態(tài)變化是（）汽化 B．液化 C．熔化 D．凝固【解答】D練1.2下列物態(tài)變化屬于凝固的是（）A．濕手烘干 B．露珠形成 C．樟腦丸變小 D．銅水鑄造青銅器【解答】D練1.3祖國(guó)的綠水青山一年四季都美景如畫。在如圖所示的美景中都包含有物態(tài)變化，其中屬于吸熱的是（）A．春天，冰雪消融 B．夏天，霧繞群峰 C．秋天，露上枝頭 D．冬天，霜掛樹枝【解答】A例2（2015?重慶）如圖甲是探究“冰熔化時(shí)溫度變化規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中某時(shí)刻溫度計(jì)的示數(shù)，圖乙是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖象．（1）圖甲所示溫度計(jì)的示數(shù)是℃．（2）由圖乙可知，冰在熔化過程中吸熱，溫度（選填“升高”、“不變”或“降低”），冰的熔點(diǎn)是℃，第7分鐘處于態(tài)．（3）實(shí)驗(yàn)中收集多組數(shù)據(jù)是為了（選填“A”或“B”）．尋找普遍規(guī)律B．減小實(shí)驗(yàn)誤差．【解答】3、不變、0、固液共存、A練2.1小麗選擇蜂蠟和海波探究“不同固態(tài)物質(zhì)在熔化過程中溫度的變化是否相同”，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．（1）將裝有蜂蠟、海波的試管分別放在盛水的燒杯內(nèi)加熱，而不是直接用酒精燈加熱，目的是為了使試管內(nèi)的物質(zhì)受熱均勻；（2）如圖乙所示，此時(shí)溫度計(jì)的示數(shù)是42℃；（3）丙圖中a（選填“a”或“b”）是小麗繪制的海波的熔化圖象，海波熔化過程共用了4min．海波在熔化過程中，需要不斷吸熱，但溫度不變．練2.2小明利用如圖甲所示裝置探究冰的熔化特點(diǎn)，他每隔相同時(shí)間記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，并觀察物質(zhì)的狀態(tài)。（l）應(yīng)選用顆粒較?。ㄟx填“較大”或“較小”）的冰塊做實(shí)驗(yàn)。（2）圖乙中第3min時(shí)，物質(zhì)處于固態(tài)。（3）圖乙是他根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制的“溫度一時(shí)間”圖象。由圖象可知：冰屬于（選填“晶體”或“非晶體”），這樣判斷的依據(jù)是晶體。練3.3如圖所示是甲，乙兩種物質(zhì)熔化時(shí)，其溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象，下列分析正確的是（B）A．甲物質(zhì)是非晶體，乙物質(zhì)是晶體 B．甲，乙兩種物質(zhì)在熔化過程中內(nèi)能一直增大 C．甲物質(zhì)在第5分鐘和第7分鐘的內(nèi)能大小相等 D．甲、乙兩種物質(zhì)在熔化過程中，其分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)劇烈程度都不斷增大例3如圖，燒杯與試管中均裝有冰塊，用酒精燈加熱燒杯底部，在燒杯內(nèi)冰塊逐漸熔化成水的過程中（）A．試管中的冰塊不會(huì)熔化 B．試管內(nèi)的冰塊會(huì)熔化一部分C．燒杯內(nèi)水溫低于0℃ D．燒杯內(nèi)水溫高于0℃【解答】A練3.1保溫瓶中裝有1500克0℃的水，然后放進(jìn)5克﹣1℃的冰，蓋好瓶塞，則（）有少量水會(huì)結(jié)冰 B．有少量冰化成水 冰、水質(zhì)量比不變 D．冰、水溫度無變化【解答】A練3.